CN104325640A - 一种3d打印车载工厂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印车载工厂，其特征在于：包括CNC控制中心、机座、打印头、加工机构、工作台、X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构，所述X轴向移动机构及Z轴向移动机构设置于机座内，所述Y轴向移动机构设置于X轴向移动机构上，所述工作台设置于Y轴向移动机构上，所述Z轴向移动机构上设有支撑臂，所述打印头及加工机构设置于支撑臂上，且打印头与支撑臂间设有使打印头升降的升降机构，所述X轴向移动机构、Y轴向移动机构、Z轴向移动机构、升降机构、打印头及加工机构均通过CNC控制中心控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印设备，特别是一种兼具3D打印及加工的车载工厂。
背景技术
目前主流的打印方式是通过打印机通过读取预存的产品的横截面信息，然后用融化的原材料将这些截面逐层地打印出来，原材料通常采用丝材或棒材等。
丝材由纯净的塑料组成，能够拉丝的材料有限，而且纯净材料不能添加添加剂，因而不能满足对材料有要求的3D打印产品，因而现在多采用棒材打印，棒材粗，可以添加多种添加剂(如玻纤、纳米陶瓷粉末等)，形成具有特殊功用的复合材料，可选性大，甚至可以采用金属材料，可以满足3D打印产品对材料的高要求，但是棒材打印的层较厚，因而打印出的产品的精度不够高。
而且在打印过程中，因为温度或设备精度的问题，打印出的产品会不太理想，如果需要得到较高精度和光洁度的产品，打印机打印的层的厚度不能厚，但是相对地所需的打印时间也很长，但是如果在打印的同时可以即时通过加工来修正精度，既解决上述问题，同时还能将打印机打印的层的厚度提高，出现偏差时即时通过加工设备修正，不仅提高了打印速度，还提高了打印精度。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种3D打印车载工厂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种3D打印车载工厂，其特征在于：包括CNC控制中心、机座、打印头、加工机构、工作台、X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构，
所述X轴向移动机构及Z轴向移动机构设置于机座内，所述Y轴向移动机构设置于X轴向移动机构上，所述工作台设置于Y轴向移动机构上，所述Z轴向移动机构上设有支撑臂，所述打印头及加工机构设置于支撑臂上，且打印头与支撑臂间设有使打印头升降的升降机构，
所述X轴向移动机构、Y轴向移动机构、Z轴向移动机构、升降机构、打印头及加工机构均通过CNC控制中心控制。
所述X轴向移动机构包括X轴电机、X轴滑轴、X轴丝杆及X轴螺母，所述X轴电机与X轴丝杆连接，所述X轴滑轴固定于机座内。
所述Y轴向移动机构包括底座、Y轴电机、Y轴滑轴、Y轴丝杆及Y轴螺母，所述Y轴电机与Y轴丝杆连接，所述Y轴滑轴与底座滑动配合，且底座固定于X轴螺母上，所述工作台于Y轴螺母固定连接。
所述所述Z轴向移动机构包括Z轴电机、Z轴滑轴、Z轴丝杆及Z轴螺母，所述Z轴电机与X轴丝杆连接，所述Z轴滑轴固定于机座内，所述支撑臂固定于Z轴螺母上，且支撑臂与Z轴滑轴滑动配合。
所述加工机构包括加工电机，加工电机的动力输出轴上设有夹具套，夹具套上夹有铣刀。
所述升降机构包括升降座、升降丝杆、与升降丝杆配合的升降螺母及固定于支撑臂上的支架，支架上固定有升降电机及升降滑轴，所述升降丝杆通过轴承与支架连接，所述升降电机通过传动机构与升降丝杆连接并驱动其转动，所述升降座与升降螺母固定，所述打印头固定于升降座上。
所述传动机构包括与升降电机的动力输出轴固定的主动齿轮及与升降丝杆固定的从动齿轮，且主动齿轮与从动齿轮相啮合。
所述机座由两互相垂直的方形壳体构成，壳体一面开口，所述X轴向移动机构及Y轴向移动机构均设置于对应的壳体内。
本发明的有益效果是：本发明包括CNC控制中心、机座、打印头、加工机构、工作台、打印头、加工机构、X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构。
通过X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构能够实现打印头及加工机构在三维空间的精确移动，并且打印头及加工机构共享一套移动机构，不仅节省空间，让设备实现小型化、移动及携带都很方便，而且成本更低；通过CNC控制中心能够准确控制上述移动机构，实现X轴、Y轴及Z轴三轴联动，打印出任意形状的产品，在加工时通过升降机构将打印头升起，通过加工机构既可实现全方位的加工。
那么，我们在打印时可以将打印机打印的层的厚度提高，从而可以大大提高打印速度，虽然层的厚度提高后产品的形状的精度会降低，结合加工机构的即时加工修正，我们可以得到精度也符合要求的产品，从而在整体上不仅提高了产品的精度，也提高了打印的效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体视图；
图2是本发明的部分结构视图；
图3是升降机构及打印头的结构视图。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明公开了一种3D打印车载工厂，主要包括CNC控制中心(图中未示出)、机座1、打印头2、加工机构3、工作台4、X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构。
机座1由两互相垂直的方形壳体构成，机座1整体为“L”形结构，壳体一面开口，所述X轴向移动机构设置于底面的壳体内，而Y轴向移动机构设置于竖直的壳体内，上述结构充分利用了机座1的内部空间，使设备整体更加小型化。
所述Y轴向移动机构设置于X轴向移动机构上，所述工作台4设置于Y轴向移动机构上，因而通过X轴向移动机构及Y轴向移动机构的组合移动，实现工作台4在平面内的任意坐标点的移动，所述Z轴向移动机构上设有支撑臂5，所述打印头2及加工机构3设置于支撑臂5上，通过Z轴向移动机构实现打印头2及加工机构3的上下移动，工作台4相对于打印头2及加工机构3能够实现Z轴方向的上下移动，从而在三维空间中的任意坐标点的移动；且打印头2与支撑臂5间设有使打印头2升降的升降机构，因而在加工机构3加工时可以避免打印头2对加工过程的阻碍，便于加工。所述X轴向移动机构、Y轴向移动机构、Z轴向移动机构、升降机构、打印头2及加工机构3均通过CNC控制中心控制，通过CNC控制中心能够准确控制上述移动机构，从而实现准确的协调动做。
于本具体实施中，
具体的：X轴向移动机构包括X轴电机(图中未示出)、X轴滑轴6、X轴丝杆7及X轴螺母8，所述X轴电机与X轴丝杆7连接，所述X轴滑轴6固定于机座1内。
具体的：Y轴向移动机构包括底座9、Y轴电机10、Y轴滑轴11、Y轴丝杆(图中未示出)及Y轴螺母12，所述Y轴电机10与Y轴丝杆连接，所述Y轴滑轴11与底座9滑动配合，且底座9固定于X轴螺母8上，所述工作台4于Y轴螺母12固定连接。
具体的：Z轴向移动机构包括Z轴电机13、Z轴滑轴14、Z轴丝杆15及Z轴螺母16，所述Z轴电机13与X轴丝杆7连接，所述Z轴滑轴14固定于机座1内，所述支撑臂5固定于Z轴螺母16上，且支撑臂5与Z轴滑轴14滑动配合。
上述传动方式只是本申请的一种具体描述方式，并不对整体构成限制，其还有多种其他的替代方式，如滑轴可以采用直线导轨代替，或是燕尾槽与燕尾块的滑动配合代替，丝杆可以采用螺纹杆代替等。
如图所示，本实例中加工机构3包括两个分别位于打印头2两侧的加工电机17，加工电机17的动力输出轴上设有夹具套18，夹具套18上夹有铣刀19，上述结构简单易装配，对于加工塑料熔成的产品其强度及稳定度都足够，双加工电机17的设置，不仅在某些产品可以同时进行铣削，而且两个夹具套18上可以安装不同的刀具，如一个装铣刀、另一个装车刀或一个装镗刀、另一个装插刀，从而实现不同加工方式的混合加工，节省了换刀时间，加工效率也很高。
本实例中，升降机构包括升降座20、升降丝杆21、与升降丝杆21配合的升降螺母22及固定于支撑臂5上的支架23，支架23上固定有升降电机24及升降滑轴25，所述升降丝杆21通过轴承与支架23连接，所述升降电机24通过传动机构与升降丝杆21连接并驱动其转动，所述升降座20与升降螺母22固定，所述打印头2固定于升降座20上，所述传动机构包括与升降电机24的动力输出轴固定的主动齿轮26及与升降丝杆21固定的从动齿轮27，且主动齿轮26与从动齿轮27相啮合，主动齿轮26及从动齿轮27选用了伞齿轮，因而动力输出方向和传输方向可以变换九十度，便于整机的小型化设计，在加工时通过升降电机24驱动升降丝杆21转动，从而使升降螺母22带动升降座20沿降升降滑轴25升降，从而将打印头2升起，通过加工机构3既可实现全方位的加工。
以上对本发明实施例所提供的一种3D打印车载工厂，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种3D打印车载工厂，其特征在于：包括CNC控制中心、机座、打印头、加工机构、工作台、X轴向移动机构、Y轴向移动机构及Z轴向移动机构，
所述X轴向移动机构及Z轴向移动机构设置于机座内，所述Y轴向移动机构设置于X轴向移动机构上，所述工作台设置于Y轴向移动机构上，所述Z轴向移动机构上设有支撑臂，所述打印头及加工机构设置于支撑臂上，且打印头与支撑臂间设有使打印头升降的升降机构，
所述X轴向移动机构、Y轴向移动机构、Z轴向移动机构、升降机构、打印头及加工机构均通过CNC控制中心控制。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述X轴向移动机构包括X轴电机、X轴滑轴、X轴丝杆及X轴螺母，所述X轴电机与X轴丝杆连接，所述X轴滑轴固定于机座内。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述Y轴向移动机构包括底座、Y轴电机、Y轴滑轴、Y轴丝杆及Y轴螺母，所述Y轴电机与Y轴丝杆连接，所述Y轴滑轴与底座滑动配合，且底座固定于X轴螺母上，所述工作台于Y轴螺母固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述所述Z轴向移动机构包括Z轴电机、Z轴滑轴、Z轴丝杆及Z轴螺母，所述Z轴电机与X轴丝杆连接，所述Z轴滑轴固定于机座内，所述支撑臂固定于Z轴螺母上，且支撑臂与Z轴滑轴滑动配合。
5.根据权利要求1所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述加工机构包括加工电机，加工电机的动力输出轴上设有夹具套，夹具套上夹有铣刀。
6.根据权利要求1所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述升降机构包括升降座、升降丝杆、与升降丝杆配合的升降螺母及固定于支撑臂上的支架，支架上固定有升降电机及升降滑轴，所述升降丝杆通过轴承与支架连接，所述升降电机通过传动机构与升降丝杆连接并驱动其转动，所述升降座与升降螺母固定，所述打印头固定于升降座上。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述传动机构包括与升降电机的动力输出轴固定的主动齿轮及与升降丝杆固定的从动齿轮，且主动齿轮与从动齿轮相啮合。
8.根据权利要求6所述的一种3D打印车载工厂，其特征在于：所述机座由两互相垂直的方形壳体构成，壳体一面开口，所述X轴向移动机构及Y轴向移动机构均设置于对应的壳体内。
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